电网调度智能监控及防误技术探析

周俐君，苗纪青，史绍星，仲昭峰

（国网伊犁伊河供电有限责任公司，新疆 伊宁 835000）

随着电网规模不断扩大，智能电网、特高压等技术不断深入，我国电力系统进入大电网阶段，其具有良好的优势，可将资源进行整合、分析，并将其进行合理配置，为供电可靠性做以支撑。大电网发展，使电网结构日趋复杂，传统以调度人员为主的模式，无法满足现代化电网运行实际所需，所以应积极构建调度自动化系统。

1 调度智能监控及防误系统架构设计

1.1 调度智能监控及防误系统设计思路

电网自动化系统发展历经3 代，当前随着各类信息技术诞生，新一代电网调度不断优化及完善。系统实现模块化，为调度运行水平提升提供便捷，调动自动化系统中各类高级功能，在实际调度中发挥能效，但此类模块仅对电网安全特定方面分析，在电网薄弱环节仍需通过人员计算，导致决策效率不理想。伴随大电网发展，调度自动化系统需满足其要求，拥有良好的智能化及集成化，将电网运行中的信息汇总，并通过分析模块整合、分析，为调度员准确决策提供参考。因此，设计调度智能监控及防误系统，首先需考量采取调度数据集成化技术，将各个分区内数据信息获取，并确保数据完整性及安全性；其次，如何通过稳态数据、信息管理系统等，对电网进行安全扫描，形成有效的决策方案；最后，如何根据替身分析结果利用率。为解决上述问题，设计相应的信息处理程序，首先，需将网络模型分析验证，通过数据集成技术，将电网运行信息整合，并进行相应处理，为电网运行及故障诊断分析做以可靠保证，最后，建立一套调度智能防误管理系统，能实时监控电网实际运行状态，在电网运行中出现故障或者问题时，提前预警感知，使工作人员及时发现和调整故障情况，根据决策更好地处理、优化系统故障，对整个系统起到稳定、安全运行的管理作用。

1.2 调度智能监控及防误系统的平台架构

为解决不同结构平台间数据共享和集成，系统在CIM虚结构进行软件开发，可以实现平台双向数据反映，异构性平台包含系统较多，不仅涉及实时系统，而且包含离线分析模型，突破传统离线计算与实时系统数据衔接瓶颈，为调动智能监控及辅助决策软件模块验证提供便捷，以快速、高效、可靠为基本要求，搭建一个稳定可靠的防误平台。

1.3 调度智能监控及防误系统的功能结构

调度智能监控及防误系统，存在2个从属子系统，即电网调度智能监控系统、电网故障处理辅助决策系统。电网调度智能监控系统主要承担从电网运行海量信息中挖掘最有价值的信息，判定电网运行状态，针对事故中各类安全隐患给予警示，并提出针对性策略。电网事故处理辅助决策系统主要为避免事故波及范围扩大，对电网事故进行诊断及处理，以确保短时间内恢复电网安全运行。

2 电网调度智能监控

2.1 电网调度智能监控子系统功能设计

电网调度监控为电网运行的核心保障，监控内容较多，不仅包含电压、潮流，而且涉及备用容量、设备运行等，通过此类监控信息汇总，对电网进行全面诊断，将其薄弱点明确，并给予相应的处理，确保电网处于安全运行状态。因此电网调度智能监控系统主要包含以下功能：（1）电网设备运行状态监视。传统电网运行进程中，需依靠调度员通过多项操作之后，将电网设备运行状况掌握，之后通过系统至现场审核，从而掌握电网运行状况，该进程需耗损较长时间。电网设备运行状态智能监视，可自行将电网设备运行状况检测，并将核心设备信息调取，为调度人员针对性监控提供便捷。（2）电网稳定断面智能监视，通过构建电网稳定限额库，将信息及生产区管控。（3）电网运行状态监视及调整。电网运行状态监视及调整，可将电网运行状态进行扫描，并指出运行危险点，通过相关分析软件，自行完成高危因子分析操作，给予针对性控制策略。

2.2 基础数据断面的组织及校正

首先，能实时监测和反应电网系统的各项数据，将系统信息数据整合，系统需整合数据源包含多个系统，不仅涉及EMS 系统、保护及信息管理系统，而且涵盖检修票系统、WAMS 系统；其次，数据断面校正。系统进行分析之前，需将数据完整性及可靠性保证，数据断面校正功能具有较高要求，不仅需具备较高的辨识能力，而且需应用较快的处理速度。

2.3 电网设备运行状态智能监视

电网设备运行状态智能监视功能，需根据多个信号，将电网中设备运行状况明确，譬如母线、开关、主设备等，通过数据库形式保存。数据库主要包含以下类型：其一，系统运行设备状态。需将电网运行中设备与其逐一匹配，并确保其完整性；其二，设备运行状态分析。利用一次设备等信号信息，完成对实时系统采集开关的验证，为设备运行状态分析的准确性提供支撑；其三，自动分析设备运行状态。利用数据精准算法可靠性高，当电网中开关等信号发生变化时，利用其综合验证，判定设备运行状态；其四，设备运行显示。可通过多途径，将设备运行装调进行显示。

3 电网事故处理辅助决策

3.1 电网事故处理辅助决策子系统功能设计

电网事故辅助处理决策子系统的核心任务为帮助调度员将电网故障进行诊断、处理，使其短期内恢复正常，具体而言需实现以下功能：（1）及时将电网中信息进行检查；（2）将电网中故障进行分析，并将其故障所在点判定；（3）针对电网出现故障之后，需给予相应的调整方案，以此获取电网短期内恢复；（4）根据电网发生故障异同，需给予相应的处理方案。

3.2 电网实时信息侦听

事故处理辅助决策子系统，需对其电网信息实施侦听，确保信息不存在响应迟缓及遗漏，需做好以下几方面：（1）为保证电网侦听时效性，需将信息进行定制，去除干扰信息。需将信息进行划分类别、记录，以此保存事故之前电网运行状况。侦听信息包含多个，譬如遥控、检修接地等。（2）电网事故诊断进程中，需利用相应的时序信息，所以侦听信息应给予相应的时标。（3）为确保故障诊断准确性，系统数据断面应具有高精准度，所以对实时系统同步加以考量。（4）为减少事故误判、漏判，事故分析应将各方面因素考量，发现电网存在故障后，需利用电压信息等对其复核，确认无误后方可实施故障诊断。

3.3 电网故障诊断

电网故障诊断功能主要包含多个内容。首先，电网故障诊断启动检测。利用电网信息侦听，可将电网运行中电压突变信息获取，并将其信息正确识别，基于系统实时采集开关，通过信息识别技术，将人工操作、错误信息等完成筛查，将干扰信息项去除，作为事故判定参考；其次，开关及保护动作关联。将设备初始动作逻辑为基础，将其故障保护信息汇总，根据开关变更状况，将电网中设备故障范围锁定，并将其设备开关变位及保护信息关联分析；再次，故障诊断结果。待电网中故障诊断分析完成后，系统将自行生成相应的诊断报告，不仅将故障范围锁定，而且明确故障类型；最后，事故诊断及恢复结果显示。系统发生异常时，故障处理决策画面，结合调度自动化系统，显示其事故发生画面。

3.4 电网事故处理辅助决策

国内外多数大型停电事故初期，均可通过有效控制措施，在短期内实现控制，但因事故初期处理缺乏合理性，事故未能有效控制，造成故障波及范围较大。因此，需在电网诊断基础上，给予相应的辅助处理决策功能。调动自动化实时系统、保护故障信息系统等控制完善下，电网事故处理决策模块主要承担以下任务：针对未停电设备系统，立足电网安全运行层面，给予优化及完善策略，及时消除过电压；对停电设备，进行恢复方案分析，为电网故障恢复操作提供有价值的策略。

3.5 可预控电网事故案例分析

如上所述，国内外多数大型停电事故初期，均可采取有效控制措施，在短期内实现控制，避免事故扩大化造成不良影响，而目前调度人员主要通过现场情况掌握运行状态，当系统发生故障时，主要凭借经验做出判断、处理故障。随着网络技术和通信技术的大力发展和日趋成熟，智能调度能达到实际应用的需求，以下案例可以在电网调度智能监控中找到解决办法并证实。

案例1：线路异物接地，保护闭锁导致故障扩大。

事故经过：2014 年10 月19 日，国网甘肃电力330kV 永登变电站330kV 永武一线发生异物短路A 相接地故障，永武一线2 套保护闭锁，引起故障扩大，造成永登变电站全停。

暴露问题：一是智能站二次系统技术管理薄弱，运维单位对智能变电站设备特别是二次系统技术、运行管理重视不够，现场检修、运维人员对保护装置异常告警信息分析不到位，未能作出正确的判断；二是改造施工方案编制审核不严格，330kV 永登变电站智能化改造工程施工方案没有开展深入的危险点分析，对保护装置可能存在的误动、拒动情况没有制定针对性措施，安全措施不完善；三是保护装置说明书告警信息不准确，造成现场故障分析判断和处置失误。此次电网事故在调度智能监控系统中就会突显其调度智能的实用性，一是设备发生装置异常告警信息，全靠运维人员对实际告警信号的分析和经验，缺乏电网故障诊断分析，监控信息缺少汇总，只能靠人员逐条进行汇总、分析，需要一个研判过程，延误异常的处理时间，扩大了电网运行风险，在此过程中也缺少电网信息侦听系统，只有单一的信息收集系统，缺少对系统告警信息的决策以及处理意见，对系统在不健康的运行状况下，缺少解决方案，而利用调度智能监控及防误技术，可以有效的解决亚健康系统的各种问题，利用电网运行大数据以及发达的计算机技术，同时利用外供的实际案例，智能系统可以提前预算到电网运行风险，通过分析、比较能提供最有效、最安全的解决方法和方案，在最短时间内消除不良因素，保护电网系统稳定、健康运行，从而提高电网运行的智能水平，提高人员处理时间、选择最优方案。

案例2：电网运行互供能力不足，影响重要电缆通道，引发大面积停电。

事故经过：2016 年8 月18 日，辽宁大连供电公司66kV 海水右线中间接头绝缘不良故障，接地弧光引起同沟敷设的4 条66kV 电缆烧损短路跳闸，造成7 座66kV变电站停电，损失负荷9.2 万kW，停电2.9 万户。

暴露问题：一是电缆防火反措执行不到位，重要高压电缆通道防火措施执行不彻底，仅在接头上缠绕防火包带，未加装防火隔板或槽盒，电缆通道内缺乏烟雾报警、温度监测装置；二是66kV 中性点接地方式有待优化，非有效接地系统单相接地允许运行2h，但是随着城市电缆增多，电容电流增大，故障后弧光接地容易引起电缆燃烧；三是局部城区电网存在薄弱环节，66kV 水青左、右线为城区220kV 凌水和青云变电站的联络线，但是T 接了5 座66kV 变电站，运行方式薄弱，互供能力差。同时线路为同塔并架、同隧道敷设，一旦发生线路（电缆）故障，容易造成双回线同停、多个66kV 变电站失压、城区较大范围停电。从以上事件可以看出，电网健康运行还需要人为的干预，达到全部智能运行还需要时间去验证，而调度智能监控的辅助决策就能很好解决人为干预不到的薄弱环节，通过智能监控的辅助决策，从设备的各项指标中判断，出现某种不正常数据可能造成的后果，提前告知运维人员决策方案，本案例中，设置防火反措，通过系统不间断的巡视，采集数据比对、分析。在薄弱的电网中，更加需要智能调度，设计之初就将区域的负荷转供方案设置好，通过电压、潮流、负荷性质等方面综合判断。给出最优的运行方式，从根本上消除不健康运行方式，减少或者杜绝发生故障的可能性，最大限度保证系统的运行。

4 结语

伴随人们对电力需求的不断增加，电网规模日渐扩大，提升电网安全运行十分关键。本文建立相应的电网调度智能监控和防误系统，实时监控与智能预警，统一建模，智能电网调度预警与决策支持，促进智能调度监控和防误系统的创新应用，给予电网故障优化策略，协助调度人员及时将电网恢复正常，促进电网良好发展，使电力能源得到最高效、最稳定的供应。